Les SIG : un outil pour une vision durable et cohérente des territoires

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1 Les SIG : un outil pour une vision durable et cohérente des territoires Apport des images de télédétection Sylvain Labbé Cemagref UMR TETIS Cemagref CIRAD ENGREF IRD Montpellier 24/05/2006

2 PLAN Les images de télédétection Résolution spatiale et changements d échelle Les images au-delà du visible

3 Les 3 types de télédétection Télédétection Visible - Infrarouge Télédétection Infrarouge Thermique Télédétection micro-ondes Source de rayonnement Rayonnement solaire Radiation propre des objets (température, émissivité) Rétrodiffusion du signal radar Luminance spectrale Luminance réfléchie Luminance émise 0.5 μm 3 μm 10 μm Longueur d onde Spectre electro - magnétique Ultra - violet Visible IR réfléchi IR thermique Micro-ondes

4 Les grands types de satellites Satellites passifs (Landsat, SPOT, NOAA...) Emission propre (micro-ondes) Satellites actifs (ERS, Radarsat...) Rayonnement incident Part réfléchie Emission propre (IR thermique) Rayonnement incident Part rétrodiffusée

5 Les «plate formes» en télédétection ALTITUDE km SATELLITES GEOSTATIONNAIRE (météorologie et télécommunication) km SATELLITESD OBSERVATION DE LA TERRE (Hélio-synchrone) km NAVETTE SPATIALE km AVION HAUTE ALTITUDE m BALLON AVION MOYENNE ALTITUDE m HELICO

6 Résolution spatiale p colonnes L1 C1 Cj Cp n lignes Ln Li CN1

7 Basse résolution spatiale : exemple NOAA R= 1,1 km 800 km

8 Haute résolution spatiale exemple : SPOT Montpellier R= 20 m 60 km

9 Très haute résolution spatiale : exemple QUICKBIRD

10 Résolution spectrale exemple SPOT p colonnes L1 C1 Cj Cp n lignes Li CN1 Plan vert XS1 Ln CN2 Plan Rouge XS2 Plan Proche InfraRouge XS3 Plan Moyen InfraRouge XS4 Un pixel = 4 valeurs numériques [V,R, PIR,MIR]

11 Résolution spectrale Réflectance Canal 1 Canal 2 Canal 3 Neige fraîche Limon clair Sable Végétation Eau Sol sec Visible B V R Proche Infrarouge Longueur d'onde (um)

12 Résolution temporelle Traces du satellite SPOT sur une journée

13 Évolution en haute résolution spatiale Prévisions Satellites optiques, 26 en orbite, 25 prévus Radar, 3 en orbite, 9 prévus, 18 très haute résolution spatiale < 1.8m 44 haute résolution spatiale 2.0 à 36 m 4 à 256 bandes spectrales Résolution temporelle quotidienne possible

14 PLAN Les images de télédétection Résolution spatiale et changements d échelle

15 résolution spatiale et échelle de travail Capteur Résolution Echelle max IKONOS 1 m 1:2 500 SPOT 5 5 m 1: LANDSAT 30 m 1: NOAA 1 km 1:

16 Les 3 paramètres d échelle - le GRAIN DE VISION pixel, grain,, finesse de détail, échelle de lecture et collecte des données. La précision des données - l OBJET d ETUDE. La tâche, la parcelle, l unité de travail, l unité de caractérisation, l unité homogène, échelle de calcul, - l ETENDUE, la zone, la surface, l emprise, l échelle de gestion

17 Résolution spatiale : perception des objets Résolution spatiale (20 m) Détection Identification Pixel > objet Route (8 m) Pixel = objet Autoroute (20-25 m) Analyse Pixel << objet Plan d eau ( m) Source : J.M. DEMARD

18 OBJETS EMBOITES, NIVEAUX D'AGREGATION niveau i+1 : forêt niveau i : arbres niveau i-1 i 1 : Feuilles, branches

19 HIERARCHISATION DU PAYSAGE Niveau d'agrégation = type de description nomenclature = liste d'objets chaque objet de niveau i = élément des objets de niveau i+1 chaque objet de niveau i = composé d'éléments de niveau i-1 En changeant d échelle on change de processus et/ou de signification

20 CHANGEMENT DE SIGNIFICATION Exemple sur un MNT : influence de la résolution sur pentes et azimuts BR HR Nombre de valeurs Mode BR Mode HR PENTES Histogramme des PENTES VISION D'UNE TOLE ONDULEE EN HAUTE RESOLUTION (HR) ou BASSE RESOLUTION (BR) Nombre de valeurs Mode HR Mode BR Mode HR Histogramme des AZIMUTS AZIMUTS HISTOGRAMMES CORRESPONDANTS

21 Exemple de résolutions SPOT XS = 20m Ikonos MS = 4m Ikonos P = 1m 10 palm trees 1-2 palm trees <1 palm tree

22 Conclusion La télédétection constitue une source importante de données géographiques La très haute résolution spatiale permet d accéder à des objets de taille humaine et à la constitution de base de données très détaillées Pour une problématique donnée il faut rechercher la bonne résolution (qui n est pas nécessairement la plus fine)